Sujet Physique-Chimie — Terminale — Nouvelle-Calédonie — Bac 2018

EXERCICE I - DU VIN AU VINAIGRE (4 points) On peut produire du vinaigre à partir de différentes boissons alcoolisées comme le vin ou le cidre. En présence de dioxygène, l’éthanol C H O, 2 6 contenu dans un vin ou un cidre est transformé en acide éthanoïque C H O 2 4 2 (également appelé acide acétique) et en eau. Cette réaction, appelée fermentation acétique, est catalysée par une enzyme présente dans la bactérie Mycoderma Aceti. L’objectif de cet exercice est l’étude de la transformation de l’éthanol en acide acétique et la détermination du degré alcoolique du vin qui a permis la fabrication d’un vinaigre. On considère que cette transformation est totale, et qu’elle s’effectue à volume constant. Données :  masses molaires atomiques : M(H) = 1,0 g.mol-1 ; M(C) = 12,0 g.mol-1 ; M(O) = 16,0 g.mol-1 ;  masse volumique de l’éthanol à température ambiante : ρ(éthanol) = 0,79 g.mL-1 ;  le degré d’acidité d’un vinaigre (en °) correspond à la masse d’acide éthanoïque pur (en g) contenue dans 100 g de vinaigre soit environ 100 mL de vinaigre. Par exemple, un vinaigre à 10° contient 10 g d’acide éthanoïque pour 100 g de vinaigre ;  le degré alcoolique d’un vin (en °) correspond au volume d’éthanol pur (en mL) contenu dans 100 mL de vin ;  extrait d’une table de nombres d’onde dans le domaine des infrarouges : Liaison Famille chimique Nombre d’onde (en cm-1) Alcane 2480 – 3000 C - H Alcène > 3000 Alcool 3200 – 3400 O - H Acide carboxylique 2500 – 3300 Acide carboxylique 1700 – 1725 Ester 1700 – 1750 C = O Aldéhyde ou cétone 1650 – 1740 Amide 1650 – 1695 1. De l’éthanol à l’acide éthanoïque 1.1. Représenter les formules topologiques de l’éthanol et de l’acide éthanoïque. 1.2. Entourer les groupes caractéristiques sur les formules topologiques précédentes. Nommer les familles chimiques associées à ces groupes. 1.3. Écrire l’équation de la réaction de fermentation acétique. 18PYSCONC1 Page : 2/9 1.4. Indiquer si le spectre infrarouge ci-après est celui de l’éthanol ou celui de l’acide éthanoïque. Justifier. Source : National Institute of Advanced Industrial Science and Technology – 1.5. Le pH d’une solution aqueuse d’acide éthanoïque de concentration molaire 2,5 mmol.L-1 est égal à 3,7. L’acide éthanoïque est-il un acide fort ? Justifier. 2. Degré alcoolique du vin blanc ayant servi à fabriquer un vinaigre